O sono é essencial para a saúde cerebral e cognitiva, e oscilações específicas do sono têm papéis fundamentais de suporte e restauração. A capacidade de modular essas oscilações do sono oferece oportunidades únicas para estabelecer causalidade entre sono, atividade cerebral e cognição. Diversas técnicas de neuromodulação surgiram nos últimos anos, com a estimulação transcraniana por corrente contínua (tDCS) mostrando potencial como uma abordagem não invasiva para modular a atividade neuraldurante o sono 1,2,3,4.
O tDCS convencional aplica corrente elétrica contínua através de grandes eletrodos de almofada, tipicamente de 25-35cm2, resultando em estimulação relativamentedifusa 5. A eficácia e especificidade da tDCS durante o sono dependem de vários parâmetros-chave que podem ser manipulados sistematicamente. A colocação de eletrodos determina fundamentalmente quais regiões corticais recebem estimulação; Configurações bifrontais podem tanto aumentar oscilações lentas e fusosdo sono 6,7 quanto reduzir o tempo totalde sono 8, dependendo da montagem e da polaridade. A intensidade atual (tipicamente 0,2-2,0 mA) apresenta efeitos dependentes da dose tanto na magnitude das respostas neurofisiológicas quanto na tolerabilidade dosparticipantes 9. Parâmetros temporais, incluindo duração total da estimulação, duração da rampa e estrutura do protocolo (contínuo vs. intermitente com intervalos específicos de interestimulação), determinam tanto os efeitos imediatos quanto os efeitos posteriores; Por exemplo, protocolos intermitentes com intervalos sem estimulação podem aumentar a excitabilidade do córtex motor enquanto reduzem aadaptação 10. Além disso, o momento da estimulação em relação à arquitetura do sono impacta os resultados; por exemplo, a estimulação do sono no Estágio 2 (N2) afeta principalmente os fusos e oscilaçõeslentas 6,7, enquanto a estimulação do sono com movimento rápido dos olhos (REM) influencia a autoconsciência durante os sonhos11. Essa diversidade de resultados a partir de sutilezas na seleção de parâmetros exemplifica a sensibilidade requintada da arquitetura do sono — e processos relacionados, como a cognição — à neuromodulação direcionada.
O tDCS de alta definição (HD-tDCS) emprega eletrodos menores, como a montagem de anel 4 x 1 (aproximadamente 0,95 cm² de área de superfície contra 2-35 cm² para eletrodos convencionais de borracha), que permite uma direcionamento mais focal das regiões cerebrais com maior precisão espacial — definida como a capacidade de concentrar corrente elétrica dentro de um alvo específico enquanto minimiza a dispersão para áreas adjacentes — em comparação com eletrodos de borracha maiores usados apriori. O HD-tDCS também produz uma distribuição de campo elétrico mais circunscrita, e a corrente gerada fica em grande parte confinada às áreas corticais diretamente abaixo dos eletrodos13. Essa especificidade espacial avançada minimiza os efeitos fora do alvo e abre caminho para correlações funcionais de alta precisão entre os locais de estimulação e os resultadosobservados 14. Essa seletividade permite testes mais precisos de hipóteses específicas de regiões cerebrais, ao mesmo tempo em que reduz influências de confusão causadas pela estimulação não intencional de áreas corticaisadjacentes 5,12,13,14,15. A precisão focal aprimorada e a exatidão do HD-tDCS permitem interrogações mecanicistas de regiões cerebrais específicas e suas associações com aspectos distintos da fisiologia e cognição do sono. A adaptabilidade da HD-tDCS é amplificada quando acoplada a registros neurofisiológicos contínuos, como eletroencefalografia contínua em alta definição (EEG). Assim, uma plataforma com tanto potencial translacional é capaz de avançar tanto a pesquisa básica em neurociência quanto o desenvolvimento de intervenções clínicas para condições do sono eneuropsiquiátricas 4.
Este protocolo descreve uma metodologia abrangente para aplicar o HD-tDCS durante o sono, utilizando uma configuração de anel 4 x 1, enquanto simultaneamente registra o EEG para monitorar a arquitetura do sono e os efeitos da estimulação. A abordagem foi projetada para ser versátil, permitindo que pesquisadores personalizem parâmetros de estimulação para responder a diversas questões relacionadas à neurociência do sono.